JP2020152305A - Vehicle structure and method of manufacturing vehicle structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両構造および車両構造の製造方法に関する。 The present invention relates to a vehicle structure and a method for manufacturing a vehicle structure.
車室の下にバッテリーを搭載した車両が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、専用の台車を使用することにより、バッテリーを収容する収容空間に、側方から簡単にバッテリーを配置できる技術が記載されている。 A vehicle equipped with a battery under the passenger compartment is known (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 describes a technique in which a battery can be easily arranged from the side in a storage space for accommodating a battery by using a dedicated trolley.
特許文献1に記載された台車を用いることにより、収容空間の側方が開口していれば、簡単にバッテリーを交換できる。一方で、特許文献1には、収容空間の側方が開口している状態にするための具体的な車両構造について開示されていない。安全性の観点から、収容空間の側方を常に開放すべきではない。また、車両構造の剛性を低下させない車両構造が好ましい。その上で、定期的なバッテリー交換のために、収容空間への接続を容易にしたいという課題がある。 By using the dolly described in Patent Document 1, the battery can be easily replaced if the side of the accommodation space is open. On the other hand, Patent Document 1 does not disclose a specific vehicle structure for making the side of the accommodation space open. From a safety standpoint, the sides of the containment space should not always be open. Further, a vehicle structure that does not reduce the rigidity of the vehicle structure is preferable. On top of that, there is a problem that it is desired to facilitate the connection to the accommodation space for regular battery replacement.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、車両の剛性を維持した上で、バッテリーをより容易に交換できる車両構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle structure in which a battery can be replaced more easily while maintaining the rigidity of the vehicle.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、車両構造が提供される。この車両構造は、車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成するフロントアンダーボデー構造と、前記フロントアンダーボデー構造の後方に配置されたリアフロアモジュールと、を備え、前記リアフロアモジュールは、車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有し、前記フロントアンダーボデー構造の後端に対して、取り外し可能な状態で結合されており、前方に位置する側壁の少なくとも一部が、前記収容空間の後方側の壁を形成している。 (1) According to one embodiment of the present invention, a vehicle structure is provided. This vehicle structure includes a front underbody structure that is arranged in front of the lower part of the vehicle and forms at least a part of the accommodation space for accommodating the battery, and a rear floor module that is arranged behind the front underbody structure. The rear floor module has a shape that is inclined upward from the front to the rear of the vehicle, is detachably connected to the rear end of the front underbody structure, and is a side wall located in the front. At least a part of the above forms a wall on the rear side of the accommodation space.
この構成によれば、フロントアンダーボデー構造によってバッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部が形成される。リアフロアモジュールは、フロントアンダーボデー構造の後端に取り外し可能な状態で配置されている。さらに、リアフロアモジュールの形状は、後端側ほど上方に傾斜している。そのため、フロントアンダーボデー構造からリアフロアモジュールを取り外すと、収容空間における車両の後方側は開口した状態になる。これにより、収容空間に収容されたバッテリーは、車両の後方側へと引き抜くことができる。すなわち、本構成によれば、従来と異なり、リフト等を使用せずに、例えばジャッキアップのみで収容空間に収容されたバッテリーを抜き出すことができる。また、バッテリーの交換時以外では、リアフロアモジュールがフロントアンダーボデー構造に取り付けられているため、車両の剛性の低下を抑制できる。すなわち、本構成の車両構造では、車両の剛性を維持した上で、バッテリーをより容易に交換できる。 According to this configuration, the front underbody structure forms at least a portion of the storage space in which the battery is housed. The rear floor module is detachably located at the rear end of the front underbody structure. Further, the shape of the rear floor module is inclined upward toward the rear end side. Therefore, when the rear floor module is removed from the front underbody structure, the rear side of the vehicle in the accommodation space becomes open. As a result, the battery housed in the storage space can be pulled out to the rear side of the vehicle. That is, according to this configuration, unlike the conventional case, the battery housed in the storage space can be taken out only by jacking up, for example, without using a lift or the like. Further, since the rear floor module is attached to the front underbody structure except when the battery is replaced, it is possible to suppress a decrease in the rigidity of the vehicle. That is, in the vehicle structure of this configuration, the battery can be replaced more easily while maintaining the rigidity of the vehicle.
(2)上記形態の車両構造において、前記リアフロアモジュールは、車両の車幅方向に延び、前記収容空間の後方側の壁を形成する第1リアクロスメンバーと、前記車幅方向に延び、前記第1リアクロスメンバーの上方、かつ、前記第1リアクロスメンバーより後方に配置された第2リアクロスメンバーと、前記第1リアクロスメンバーと前記第2リアクロスメンバーとによって架橋され、前記車幅方向の両側に配置された一対のサイドメンバキック部と、を有し、各前記サイドメンバキック部の先端は、前記フロントアンダーボデー構造の後端に対して、それぞれ取り外し可能な状態で結合されていてもよい。
この構成によれば、リアフロアモジュールは、車幅方向外側に配置された一対のサイドメンバキック部と、サイドメンバキック部を架橋する第1リアクロスメンバーおよび第2リアクロスメンバーとを備えている。そのため、フロントアンダーボデー構造の後端に結合する一対のサイドメンバキック部が、第1リアクロスメンバーおよび第2リアクロスメンバーによって車幅方向に架橋されているため、リアフロアモジュールの剛性が向上する。これにより、バッテリーをより容易に交換できる上に、車両構造の剛性を向上させることができる。
(2) In the vehicle structure of the above embodiment, the rear floor module extends in the vehicle width direction and extends in the vehicle width direction with a first rear cross member that forms a wall on the rear side of the accommodation space. A second rear cross member arranged above the 1 rear cross member and behind the first rear cross member, and the first rear cross member and the second rear cross member bridge the bridge in the vehicle width direction. It has a pair of side member kick portions arranged on both sides of the front underbody, and the tip of each side member kick portion is detachably connected to the rear end of the front underbody structure. May be good.
According to this configuration, the rear floor module includes a pair of side member kick portions arranged outside in the vehicle width direction, and a first rear cross member and a second rear cross member that bridge the side member kick portions. Therefore, the pair of side member kick portions connected to the rear end of the front underbody structure are bridged by the first rear cross member and the second rear cross member in the vehicle width direction, so that the rigidity of the rear floor module is improved. As a result, the battery can be replaced more easily, and the rigidity of the vehicle structure can be improved.
(3)上記形態の車両構造において、前記フロントアンダーボデー構造は、前記車幅方向の両側に配置され、後端が各前記サイドメンバキック部にそれぞれ結合されている一対のサイドシルと、前記車幅方向に延び、前記一対のサイドシルを架橋するクロスメンバーと、を有し、前記収容空間は、前記第1リアクロスメンバーの前面と、各前記サイドシルにおける車両内側の側面間と、前記クロスメンバーの上面から前記第2リアクロスメンバーの上面までと、により区画された空間であってもよい。
この構成によれば、フロントアンダーボデー構造は、車幅方向外側に配置された一対のサイドシルと、一対のサイドシルを架橋するクロスメンバーとを備えている。収容空間は、一対のサイドシルニおける車両内側の側面間と、クロスメンバーの上面から第2リアクロスメンバーの上面までの高さと、第1リアクロスメンバーの車両側の前面と、により区画された空間である。そのため、フロントアンダーボデー構造からリアフロアモジュールを取り外した状態で、収容空間に収容されたバッテリーを車両後方に水平に引き抜くことができる。
(3) In the vehicle structure of the above embodiment, the front underbody structure is arranged on both sides in the vehicle width direction, and a pair of side sills having rear ends coupled to the side member kick portions and the vehicle width. It has a cross member extending in a direction and bridging the pair of side sills, and the accommodation space is between the front surface of the first rear cross member, between the side surfaces inside the vehicle in each of the side sills, and the upper surface of the cross member. The space may be partitioned by from to the upper surface of the second rear cross member.
According to this configuration, the front underbody structure includes a pair of side sills arranged outside in the vehicle width direction and a cross member that bridges the pair of side sills. The accommodation space is defined by the space between the inner side surfaces of the vehicle in the pair of side silni, the height from the upper surface of the cross member to the upper surface of the second rear cross member, and the front surface of the first rear cross member on the vehicle side. is there. Therefore, with the rear floor module removed from the front underbody structure, the battery housed in the storage space can be pulled out horizontally to the rear of the vehicle.
(4)上記形態の車両構造において、前記リアフロアモジュールにおける、前記一対のサイドメンバキック部と、前記第1リアクロスメンバーおよび前記第2リアクロスメンバーとのそれぞれの結合は、接着、溶接、および締結の少なくとも1つであってもよい。
この構成によれば、第1リアクロスメンバーおよび第2リアクロスメンバーは、一対のサイドメンバキック部を強固に結合している。そのため、リアフロアモジュール30および車両構造の剛性を向上させることができる。
(4) In the vehicle structure of the above embodiment, the combination of the pair of side member kick portions and the first rear cross member and the second rear cross member in the rear floor module is bonded, welded, and fastened, respectively. It may be at least one of.
According to this configuration, the first rear cross member and the second rear cross member firmly connect the pair of side member kick portions. Therefore, the rigidity of the
(5)上記形態の車両構造において、さらに、各前記サイドメンバキック部の後端に対して、それぞれ取り外し可能な締結によって結合されているリアアッパーボデー構造を備えてもよい。
この構成によれば、リアフロアモジュールよりも後方に位置するリアアッパーボデー構造に対して、リアフロアモジュールが取り外し可能な状態で結合されている。そのため、車両構造から、一部の構造であるリアフロアモジュールのみを取り外すことにより、収容空間のバッテリーを交換できる。
(5) In the vehicle structure of the above-described embodiment, a rear upper body structure may be further provided in which the rear ends of the side member kick portions are respectively joined by removable fastening.
According to this configuration, the rear floor module is detachably coupled to the rear upper body structure located behind the rear floor module. Therefore, the battery in the accommodation space can be replaced by removing only the rear floor module, which is a part of the structure, from the vehicle structure.
(6)上記形態の車両構造において、前記リアアッパーボデー構造は、前記車幅方向の両側に配置され、各前記サイドメンバキック部の後端に対して、それぞれの先端が取り外し可能な機械締結によって結合されている一対のリアサイドメンバーを有し、各前記サイドメンバキック部の先端は、前記一対のサイドシルの後端に対して、それぞれ取り外し可能な機械締結によって結合されていてもよい。
この構成によれば、リアフロアモジュールのサイドメンバキック部は、サイドシルおよびリアサイドメンバーに対して、強固な結合である機械締結によって取り外し可能に締結されている。そのため、リアフロアモジュールがフロントアンダーボデー構造およびリアアッパーボデー構造に結合された車両構造における剛性の低下を抑制できる。
(6) In the vehicle structure of the above embodiment, the rear upper body structure is arranged on both sides in the vehicle width direction, and the tip of each rear end of each side member kick portion is removable by mechanical fastening. It has a pair of rear side members that are coupled, and the tip of each side member kick portion may be coupled to the rear end of the pair of side sills by removable mechanical fastening.
According to this configuration, the side member kick portion of the rear floor module is detachably fastened to the side sill and rear side member by mechanical fastening, which is a strong bond. Therefore, it is possible to suppress a decrease in rigidity in the vehicle structure in which the rear floor module is coupled to the front underbody structure and the rear upper body structure.
(7)上記形態の車両構造において、さらに、前記フロントアンダーボデー構造の上方、かつ、前記リアアッパーボデー構造の前方に配置されるフロントアッパーボデー構造を備え、前記フロントアンダーボデー構造は、前部座席と後部座席の間に位置し、前記サイドシルから上方に延びるBピラーを有し、前記リアアッパーボデー構造は、各前記リアサイドメンバーの後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する一対の後方ルーフレールと、を有し、前記フロントアッパーボデー構造は、各前記後方ルーフレールの先端にそれぞれ結合し、かつ、前記Bピラーの上端に結合する一対の前方ルーフレールと、各前記前方ルーフレールの先端にそれぞれ結合し、車両の後方から前方に向かうにつれて下方に傾斜した形状を有する一対のAピラーと、各前記Aピラーの先端のそれぞれと結合して前方に延びるカウルトップサイドフレームと、を有していてもよい。
この構成の車両構造は、フロントアンダーボデー構造と、リアフロアモジュールと、リアアッパーボデー構造と、フロントアッパーボデー構造との4つに分割された構造が結合することにより構成されている。複数の構造を結合して車両構造を製造する場合、車両構造を分割した複数の構造間の結合によって、局所的に剛性が低下することがある。この構成によれば、Bピラーは、フロントアンダーボデーに含まれ、かつ、カウルトップサイドフレームがフロントアッパーボデー構造に含まれている。これにより、車両構造として複数の構造を結合した場合に、車両構造の剛性を向上させることができる。そのため、車両の静ねじり剛性およびねじり固有振動数が増加することにより、車両の運動性能および乗り心地が向上し、かつ、バッテリーの交換が容易になる。
(7) In the vehicle structure of the above embodiment, a front upper body structure is further provided above the front underbody structure and in front of the rear upper body structure, and the front underbody structure is a front seat. A pair of rear upper body structures, located between the rear seats and the rear seats, having B-pillars extending upward from the side sill, the rear upper body structure having a shape inclined upward from the rear of each rear side member toward the front of the vehicle. The front upper body structure has a rear roof rail, and the front upper body structure has a pair of front roof rails that are connected to the tips of the rear roof rails and the upper ends of the B pillars, and to the tips of the front roof rails, respectively. It has a pair of A-pillars that are combined and have a shape that slopes downward from the rear to the front of the vehicle, and a cowl top side frame that is connected to each of the tips of the A-pillars and extends forward. May be good.
The vehicle structure having this configuration is configured by combining a front underbody structure, a rear floor module, a rear upper body structure, and a front upper body structure divided into four structures. When a vehicle structure is manufactured by combining a plurality of structures, the rigidity may be locally reduced due to the connection between the plurality of structures obtained by dividing the vehicle structure. According to this configuration, the B-pillar is included in the front underbody and the cowl top side frame is included in the front upper body structure. Thereby, when a plurality of structures are combined as the vehicle structure, the rigidity of the vehicle structure can be improved. Therefore, by increasing the static torsional rigidity and the natural torsional frequency of the vehicle, the kinetic performance and riding comfort of the vehicle are improved, and the battery can be easily replaced.
(8)本発明の他の一形態によれば、車両構造の製造方法が提供される。この製造方法は、車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成し、前部座席と後部座席の間に位置して上方に延びるBピラーを有するフロントアンダーボデー構造を準備する工程と、車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有するリアフロアモジュールを準備する工程と、後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する後方ルーフレールを有するリアアッパーボデー構造を準備する工程と、車両の前後に延びる前方ルーフレールを有するフロントアッパーボデー構造を準備する工程と、前記フロントアンダーボデー構造と、前記リアフロアモジュールと、前記リアアッパーボデー構造と、前記フロントアンダーボデー構造とを結合して車両構造を製造する結合工程とを備え、前記結合工程では、前記フロントアンダーボデー構造の後端と、前記リアフロアモジュールの先端とが取り外し可能な状態で結合され、前記リアフロアモジュールの後端と、前記リアアッパーボデー構造の先端とが取り外し可能な状態で結合され、前記前方ルーフレールと、前記後方ルーフレールおよび前記Bピラーのそれぞれと、が結合される。
この構成によれば、車両構造は、フロントアンダーボデー構造と、リアフロアモジュールと、リアアッパーボデー構造と、フロントアッパーボデー構造との4つに分割された構造を結合することによって製造される。この車両構造では、Bピラーは、フロントアンダーボデーに含まれ、かつ、カウルトップサイドフレームがフロントアッパーボデー構造に含まれている。そのため、この構成によれば、4つの分割構造を結合して車両構造が製造された場合に、車両構造の剛性を向上させることができる。そのため、車両の静ねじり剛性およびねじり固有振動数が増加することにより、車両の運動性能および乗り心地が向上し、かつ、バッテリーの交換が容易になる。
(8) According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a vehicle structure is provided. This manufacturing method is a front underbody that is located in front of the lower part of the vehicle, forms at least a portion of the storage space that houses the battery, and has a B-pillar that is located between the front and rear seats and extends upwards. A process of preparing the structure, a process of preparing a rear floor module having a shape inclined upward from the front to the rear of the vehicle, and a rear having a rear roof rail having a shape inclined upward from the rear toward the front of the vehicle. The process of preparing the upper body structure, the process of preparing the front upper body structure having the front roof rail extending in the front and rear of the vehicle, the front underbody structure, the rear floor module, the rear upper body structure, and the front under A joining step of joining the body structure to manufacture a vehicle structure is provided. In the joining step, the rear end of the front underbody structure and the tip of the rear floor module are detachably joined to form the rear floor. The rear end of the module and the tip of the rear upper body structure are detachably connected, and the front roof rail, the rear roof rail, and each of the B pillars are connected.
According to this configuration, the vehicle structure is manufactured by combining a front underbody structure, a rear floor module, a rear upper body structure, and a front upper body structure divided into four structures. In this vehicle structure, the B-pillar is included in the front underbody and the cowl top side frame is included in the front upper body structure. Therefore, according to this configuration, the rigidity of the vehicle structure can be improved when the vehicle structure is manufactured by combining the four divided structures. Therefore, by increasing the static torsional rigidity and the natural torsional frequency of the vehicle, the kinetic performance and riding comfort of the vehicle are improved, and the battery can be easily replaced.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、車両下部構造、車両構造、車両下部構造または車両構造を備える車両、および車両構造の製造方法の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various aspects, for example, in the form of a vehicle lower structure, a vehicle structure, a vehicle having a vehicle lower structure or a vehicle structure, and a method for manufacturing the vehicle structure. it can.
<第1実施形態>
図1は、本発明の一実施形態としての車両構造100の概略斜視図である。本実施形態の車両構造100は、電気自動車の基部となるフレーム構造である。図1に示されるように、車両構造100は、ルーフ部材を含むフロントアッパーボデー構造10と、車両下部前方に配置されるフロントアンダーボデー構造20と、フロントアンダーボデー構造20の後方に配置されたリアフロアモジュール30と、リアフロアモジュール30の後端に結合され、かつ、フロントアッパーボデー構造10に結合しているリアアッパーボデー構造40と、を備えている。また、図1には、車両構造100に加えて、車両構造100に搭載される電気自動車のバッテリーBTがハッチングによって示されている。バッテリーBTの形状は、平板状の直方体形状である。なお、図1および以降の図2〜4,7に示されるXYZ座標軸は、各図で対応している。XYZ座標では、X方向を車両の車幅方向とし、Y方向を車両の前後方向とし、X軸およびY軸に直交するZ軸は、鉛直方向に平行な軸として定義されている。本実施形態の車両構造100は、車幅の中心を通るYZ平面を基準として左右対称の形状である。そのため、以降では、左右で一対として配置されている同じ部材については、「一対」の文言を省略して説明する場合もある。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
図2は、車両構造100からリアフロアモジュール30を取り外した場合の概略の分解斜視図である。図3は、車両構造100からリアフロアモジュール30を取り外した場合の概略側面図である。図2に示されるように、フロントアンダーボデー構造20は、車幅方向外側に位置し、車両の前後方向に延びる一対のサイドシル21と、一対のサイドシル21間を接続するように車幅方向に延びる3本のクロスメンバー22と、を備えている。3本のクロスメンバー22のそれぞれは、同じ形状を有し、略正方形の横断面を有する。サイドシル21は、略長方形の横断面を有し、XY平面に平行な面を有する。図2に示されるように、クロスメンバー22におけるXY平面に平行な下面は、サイドシル21の下面と同一平面上に位置する。クロスメンバー22の高さ方向の長さは、サイドシル21の長さよりも短い。そのため、3本のクロスメンバー22の上面22aが含まれる平面よりも上に、収容空間SPが形成される。
FIG. 2 is a schematic exploded perspective view when the
また、図2に示されるように、リアフロアモジュール30は、車幅方向の両側に配置された一対のサイドメンバキック部31と、車幅方向に延び、一対のサイドメンバキック部31のそれぞれを架橋する第1リアクロスメンバー32および第2リアクロスメンバー33と、を備えている。図2および図3に示されるように、一対のサイドメンバキック部31の形状は、車両の前方から後方に向かうにつれて上方、かつ、車幅方向の内側に傾斜している。換言すると、サイドメンバキック部31は、サイドシル21の結合部からリアアッパーボデー構造40の結合部まで、車両後方に向けて斜め上方に延びている。
Further, as shown in FIG. 2, the
第1リアクロスメンバー32および第2リアクロスメンバー33は、同じ略直方体形状の横断面を有し、図2に示されるように、車両の前面を向くZX平面に平行な前面32aを有している。前面32aは、収容空間SPの後方側の壁として機能する。第2リアクロスメンバー33は、前記第1リアクロスメンバー32の上方、かつ、第1リアクロスメンバー32より後方に配置されている。第1リアクロスメンバー32の車幅方向に沿う長さは、第2リアクロスメンバーの長さよりも大きい。第1リアクロスメンバー32および第2リアクロスメンバー33のそれぞれと、一対のサイドメンバキック部31とは、溶接によって結合されている。さらに、リアフロアモジュール30は、図2および図3に示されるように、サイドメンバキック部31の先端とサイドシル21の後端とを結合するための結合部品35およびボルト36と、サイドメンバキック部31の後端とリアアッパーボデー構造40とを結合するための結合部品34およびボルト36とを備えている。すなわち、各サイドメンバキック部31の先端31bは、フロントアンダーボデー構造20の後端に対して、それぞれ取り外し可能なボルト締結によって結合されている。
The first
図2に示されるように、リアアッパーボデー構造40は、車幅方向の両側に配置されている一対のリアサイドメンバー41を備えている。図3に示されるように、各サイドメンバキック部31の後端31cは、下方から挿入された結合部品34およびボルト36によって、各リアサイドメンバー41の先端が取り外し可能な機械締結によって結合される。なお、本実施形態における機械締結とは、機械要素を用いた締結を意味し、取り外し可能な強固な結合として機能する。
As shown in FIG. 2, the rear
図1に示されるように、バッテリーBTが収容される収容空間SPは、第1リアクロスメンバー32の前面32aと、各サイドシル21における車両内側の側面21b間と、3本のクロスメンバー22の上面22aから第2リアクロスメンバー33の上面33aまでの高さ範囲と、により区画された空間である。さらに、第1実施形態の収容空間SPの高さ範囲は、クロスメンバーの上面22aからサイドシル21の上面21aまでの間である。なお、本明細書におけるリアフロアモジュール30の前面とは、リアフロアモジュール30の内の最も前方に位置するサイドメンバキック部31の先端31bに加えて、車幅方向において前方に位置する部分を含む。すなわち、第1リアクロスメンバー32の前面32aは、リアフロアモジュール30の前面と換言できる。
As shown in FIG. 1, the accommodation space SP in which the battery BT is housed is between the
図4は、比較例の車両構造100zからバッテリーBTを取り外す際の概略の分解斜視図である。図4に示されるように、比較例の車両構造100zは、アッパーボデー構造10zと、アンダーボデー構造20zとに分割された2つの構造が結合されることによって構成されている。比較例のアンダーボデー構造20zは、アッパーボデー構造10zから取り外し可能な状態で結合している。比較例の車両構造100zでは、車両構造100zからアンダーボデー構造20zを取り外すことにより、車両構造100zの下方からバッテリーBTを取り外すことができる。
FIG. 4 is a schematic exploded perspective view when the battery BT is removed from the vehicle structure 100z of the comparative example. As shown in FIG. 4, the vehicle structure 100z of the comparative example is configured by combining two structures divided into an
図4に示されるように、アンダーボデー構造20zは、一対のサイドシル21と、3本のクロスメンバー22と、一対のサイドシル21の先端を架橋するフロントクロスメンバー29と、第1リアクロスメンバー32と、第1リアクロスメンバー32とサイドシル21とを結合するサイドメンバキック先端部31zと、を備えている。サイドメンバキック先端部31zは、第1実施形態のサイドメンバキック部31の先端部に相当する一部分である。第1実施形態の車両構造100と、比較例の車両構造100zとでは、車両構造を分割する位置が異なるため、両車両構造100,100zの剛性が異なる。
As shown in FIG. 4, the
図5および図6は、実施例の車両構造100と、比較例の車両構造100zとの比較評価の表である。図5には、比較例の車両構造100におけるねじり固有振動数およびねじり静剛性比を100パーセント(%)とした場合の実施例としての車両構造100の数値が示されている。なお、ねじり固有振動数は、ねじり静剛性比に対して、ねじり動剛性比ともみなすことができる。図5に示されるように、実施例の車両構造100のねじり固有振動数は、比較例の車両構造100zのねじり固有振動数よりも11.7%ほど向上している。また、車両構造100のねじり静剛性比は、車両構造100zのねじり静剛性比よりも9.9%ほど向上している。
5 and 6 are tables of comparative evaluation between the
図6には、ねじり固有振動数を同じに設定した場合の比較例の車両構造100zの質量を100%とし、この際の実施例の車両構造100の質量比が示されている。また、図6には、参考として、図5に示したねじり固有振動数の比率も示されている。図6に示されるように、ねじり固有振動数を同じにすると、実施例の車両構造100の質量は、比較例の車両構造100zの質量よりも19.9%ほど軽い80.1%になる。
In FIG. 6, the mass of the vehicle structure 100z of the comparative example when the twist natural frequency is set to be the same is set to 100%, and the mass ratio of the
以上説明したように、第1実施形態の車両構造100では、フロントアンダーボデー構造20は、収容空間SPの少なくとも一部を形成している。また、フロントアンダーボデー構造20の後方に配置されたリアフロアモジュール30は、車両の前方から後方に向かうにつれて情報に傾斜した形状を有している。リアフロアモジュール30は、フロントアンダーボデー構造20の後端に対して、取り外し可能なボルト締結によって結合されている。リアフロアモジュール30の第1リアクロスメンバー32の前面32aは、収容空間SPの後方側の壁を形成している。そのため、車両構造100では、フロントアンダーボデー構造20からリアフロアモジュール30を取り外すと、収容空間SPの後方は開口した状態になる。これにより、収容空間SPに収容されたバッテリーBTは、車両の後方側へと引き抜くことができる。そのため、車両構造100は、従来と異なり、リフト等を使用せずに、例えば、ジャッキアップのみで収容空間SPに収容されたバッテリーBTを引き出すことができる。また、バッテリーBTの交換時以外では、リアフロアモジュール30がフロントアンダーボデー構造20に取り付けられているため、図5に示されるように、従来の車両構造100zと比較して、車両の剛性を向上させることができる。すなわち、車両構造100では、車両の剛性を維持した上で、バッテリーをより容易に交換できる。また、図6に示されるように、車両構造100の剛性を比較例の車両構造100zの剛性と同じに設定した場合に、車両構造100の質量を軽量化できる。すなわち、車両構造100は、乗り心地を従来の車両と同じに維持した上で、車両を軽量化できる。
As described above, in the
また、本実施形態の車両構造100では、リアフロアモジュール30は、車幅方向外側に配置された一対のサイドメンバキック部31と、一対のサイドメンバキック部31を架橋する第1リアクロスメンバー32および第2リアクロスメンバー33とを備えている。フロントアンダーボデー構造20の後端に結合する一対のサイドメンバキック部31が、第1リアクロスメンバー32および第2リアクロスメンバー33によって架橋されているため、リアフロアモジュール30の剛性が向上する。
Further, in the
また、本実施形態の車両構造100では、収容空間SPは、車幅方向外側に配置された一対のサイドシル21の側面21b間と、一対のサイドシル21の3本のクロスメンバー22の上面22aが含まれる平面から、第2リアクロスメンバー33の上面33aまでの高さ範囲と、第1リアクロスメンバー32の前面32aとにより区画された空間である。そのため、フロントアンダーボデー構造20からリアフロアモジュール30を取り外した状態で、収容空間SPに収容されたバッテリーBTを車両後方に水平に引き抜くことができる。
Further, in the
また、本実施形態の車両構造100では、リアフロアモジュール30における一対のサイドメンバキック部31と、第1リアクロスメンバー32および第2リアクロスメンバー33のそれぞれとの結合は、溶接である。そのため、車両構造100では、第1リアクロスメンバー32および第2リアクロスメンバーは、一対のサイドメンバキック部31を強固に結合している。これにより、リアフロアモジュール30を備える車両構造100の剛性が向上する。
Further, in the
また、本実施形態の車両構造100では、一対のサイドメンバキック部31の後端に対して、取り外し可能な機械締結によってリアアッパーボデー構造40が備えるリアサイドメンバー41が結合されている。そのため、車両構造100から、一部の構造であるリアフロアモジュール30のみを取り外すことによって、収容空間SP内のバッテリーBTを取り外すことができる。
Further, in the
<第2実施形態>
図7は、車両構造100を分割した場合の概略の分解斜視図である。第2実施形態では、車両構造100は、フロントアッパーボデー構造10と、フロントアンダーボデー構造20と、リアフロアモジュール30と、リアアッパーボデー構造40とが別々に製造された後に、当該4つの構造が結合されて製造された構造である。
<Second Embodiment>
FIG. 7 is a schematic exploded perspective view when the
図7に示されるように、フロントアンダーボデー構造20は、一対のサイドシル21と、3本のクロスメンバー22と、前部座席と後部座席の間に位置し、各サイドシル21から上方に延びる一対のBピラー24と、を備えている。フロントアンダーボデー構造20は、さらに、下側バンパリンフォース231を含むフロントアンダー部23と、各サイドシル21の先端から鉛直上方へと延びる一対のAピラーポスト28と、を備えている。なお、図7では、図2,3に図示されていたリアフロアモジュール30の一部である結合部品34,35およびボルト36の図示が省略されている。
As shown in FIG. 7, the
リアアッパーボデー構造40は、リアサイドメンバー41と、各リアサイドメンバー41の後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する一対の後方ルーフレール43と、を備える。リアアッパーボデー構造40は、さらに、各リアサイドメンバー41の後端に跨がって配置されるリアバンパーリンフォース49と、車幅方向に延び、一対のリアサイドメンバー41の先端近傍を架橋する第3リアクロスメンバー42と、各リアサイドメンバー41と第3リアクロスメンバーとの締結位置から上方に延びる一対のCピラー45と、車幅方向に延び、各後方ルーフレール43を架橋する後方ルーフヘッダー47と、を備えている。各後方ルーフレール43と各Cピラー45の上端とは、各後方ルーフレール43と後方ルーフヘッダー47との結合位置よりも下方の位置においてボルト締結されている。
The rear
フロントアッパーボデー構造10は、各後方ルーフレール43の先端にそれぞれ結合し、かつ、各Bピラー24の上端に結合する一対の前方ルーフレール13と、各前方ルーフレール13の先端にそれぞれ結合する一対のAピラー12と、各Aピラー12の先端のそれぞれに結合するカウルトップサイドフレーム11と、を備えている。Aピラー12は、車両の後方から前方に向かうにつれて下方に傾斜した形状を有する。カウルトップサイドフレーム11は、Aピラー12の結合位置から前方に延びている。
The front
図7に示されるように、フロントアッパーボデー構造10は、さらに、車幅方向に延び、各前方ルーフレール13を架橋するルーフセンターリンフォース17と、車幅方向に延び、前方ルーフレール13とAピラー12との結合位置を架橋する前方ルーフヘッダー18と、車幅方向に延び、Aピラー12とカウルトップサイドフレーム11との結合位置を架橋するカウルリンフォース16と、カウルトップサイドフレーム11の前方に配置されて溶接により結合されているラジエータグリル14と、ラジエータグリル14の前方側かつ下方側に取り付けられた上側バンパリンフォース19と、ラジエータグリル14の後方側(車両内部側)に取り付けられたクラッシュボックス15と、を備えている。Aピラー12と、カウルトップサイドフレーム11との結合位置では、さらに、Aピラーポスト28の上端も結合されている。
As shown in FIG. 7, the front
図8は、車両構造100の製造方法を示すフローチャートである。図8に示されるように、車両構造100の製造方法では、フロントアンダーボデー構造20が準備され(ステップS1)、リアフロアモジュール30が準備され(ステップS2)、リアアッパーボデー構造40が準備され(ステップS3)、フロントアッパーボデー構造10が準備される(ステップS4)。その後、準備されたこれら4つの分割構造を結合する結合工程が行われる(ステップS5)。
FIG. 8 is a flowchart showing a manufacturing method of the
結合工程では、フロントアンダーボデー構造20の後端としての一対のサイドシル21の後端と、リアフロアモジュール30の先端としての一対のサイドシル21の先端とが、取り外し可能なボルト締結によって結合される。リアフロアモジュール30の後端としての一対のサイドシル21の後端と、リアアッパーボデー構造40の先端としての一対のリアサイドメンバー41の先端とが、取り外し可能なボルト締結によって締結される。一対の前方ルーフレール13と、後方ルーフレール43およびBピラー24とのそれぞれが結合される。結合工程では、さらに、フロントアッパーボデー構造10におけるAピラー12と、カウルトップサイドフレーム11と、カウルリンフォース16との結合位置に、Aピラーポスト28の上端が結合される。
In the joining step, the rear ends of the pair of
以上説明したように、第2実施形態の車両構造100は、フロントアンダーボデー構造20と、リアフロアモジュール30と、リアアッパーボデー構造40と、フロントアッパーボデー構造10との4つに分割された構造が結合することにより構成されている。各部材の結合部分における剛性は、局所的に低下する場合がある。特に、Bピラー24と、サイドシル21との結合部、および、Aピラー12と、カウルトップサイドフレーム11との結合部の剛性は、他の結合部と比較して低下しやすい。車両構造100では、結合工程において当該2つの結合部が結合されるのではなく、予め、フロントアンダーボデー構造20およびフロントアッパーボデー構造10として結合されている。そのため、車両構造100として複数の構造を結合した場合に、車両構造100の剛性を向上させることができる。この結果、車両の静ねじり剛性およびねじり固有振動数が増加することにより、車両の運動性能および乗り心地が向上し、かつ、バッテリーの交換が容易になる。
As described above, the
<本実施形態の変形例>
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modified example of this embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various aspects without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are also possible.
[変形例1]
上記第1実施形態および上記第2実施形態の車両構造100は、一例であり、形状および各分割構造を構成する部材については、種々変形可能である。車両構造100は、車幅方向の中心に対して左右対称の形状でなくてもよい。例えば、一対のサイドシル21は、左右で異なる形状を有していてもよいし、一方のみ配置されていてもよい。リアフロアモジュール30は、フロントアンダーボデー構造20の後端に取り外し可能な状態で結合され、車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有していればよい。第1実施形態の一対のサイドメンバキック部31の形状は、後方に向かうにつれて車幅方向の内側に傾斜していたが、車両の前後方向に平行に延びていてもよい。
[Modification 1]
The
リアアッパーボデー構造40は、リアフロアモジュール30の後端に取り外し可能な状態で結合されていればよく、リアアッパーボデー構造40の形状および構成部材については、種々変形可能である。例えば、リアアッパーボデー構造40と別に、後方ルーフレール43およびリアバンパーリンフォース49が分割構造として構成されていてもよい。バッテリーBTは、電気自動車以外のバッテリーであってもよい。また、フロントアッパーボデー構造10の形状および構成部材についても、種々変形可能である。例えば、カウルトップサイドフレーム11が、フロントアンダーボデー構造20に含まれていてもよいし、Bピラー24が、フロントアッパーボデー構造10に含まれていてもよい。
The rear
[変形例2]
取り外し可能な結合方法として、機械要素を用いた締結(機械締結)が好ましい。機械締結としては、ボルト締結などの周知の締結方法を用いることができる。上記第1実施形態のリアフロアモジュール30では、第1リアクロスメンバー32および第2リアクロスメンバー33のそれぞれと、一対のサイドメンバキック部31との結合は、溶接であったが、ボルト締結などの機械締結、または、接着であってもよい。
[Modification 2]
As a removable joining method, fastening using a mechanical element (mechanical fastening) is preferable. As the mechanical fastening, a well-known fastening method such as bolt fastening can be used. In the
上記第1実施形態および上記第2実施形態における収容空間SPは、リアフロアモジュール30における第1リアクロスメンバー32の前面32aが形成する収容空間一例であり、種々変形可能である。他の実施形態の収容空間は、収容空間SPよりも小さい空間であってもよいし、大きい空間であってもよい。例えば、バッテリーBTの高さ方向に沿う厚さは、クロスメンバー22の上面22aから、第2リアクロスメンバー33の上面33aまでの高さであってもよい。また、収容空間SPは、例えば、車両構造100の車幅における左半分に配置されるバッテリーBTに対応する空間であってもよい。また、バッテリーBTは、電気自動車のモータを駆動させるバッテリーに限られず、周知のバッテリーであってもよい。他の実施形態の車両構造100は、電気自動車の車両構造ではなく、ガソリン車の車両構造であってもよいし、その他の車両構造であってもよい。
The accommodation space SP in the first embodiment and the second embodiment is an example of the accommodation space formed by the
[変形例3]
上記第1実施形態および上記第2実施形態の車両構造100における各部材の名称については、種々変形可能である。各部材は、車両構造100の一部としてその機能を発揮していればよく、各部材の名称は異なるものであってもよい。例えば、第2実施形態における前方ルーフレール13および後方ルーフレール43は、一体としてルーフサイドレールとも換言できる。また、前方ルーフヘッダー18、後方ルーフヘッダー47、およびルーフセンターリンフォース17のそれぞれは、ルーフサイドレールインナーとして換言できる。Aピラー12、Bピラー24、およびCピラー45のそれぞれは、フロントピラー、センターピラー、およびリヤピラーとして換言できる。
[Modification 3]
The names of the members in the
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 The present embodiment has been described above based on the embodiments and modifications, but the embodiments of the above-described embodiments are for facilitating the understanding of the present embodiment, and do not limit the present embodiment. This aspect can be modified or improved without departing from its purpose and claims, and this aspect includes its equivalents. Moreover, if the technical feature is not described as essential in this specification, it may be deleted as appropriate.
10…フロントアッパーボデー構造
11…カウルトップサイドフレーム
12…Aピラー
13…前方ルーフレール
14…ラジエータグリル
15…クラッシュボックス
16…カウルリンフォース
17…ルーフセンターリンフォース
18…前方ルーフヘッダー
19…上側バンパリンフォース
20…フロントアンダーボデー構造
21…サイドシル
22…クロスメンバー
23…フロントアンダー部
24…Bピラー
28…Aピラーポスト
29…フロントクロスメンバー
30…リアフロアモジュール
31…サイドメンバキック部
32…第1リアクロスメンバー
33…第2リアクロスメンバー
34,35…結合部品
36…ボルト
40…リアアッパーボデー構造
41…リアサイドメンバー
42…第3リアクロスメンバー
43…後方ルーフレール
45…Cピラー
47…後方ルーフヘッダー
49…リアバンパーリンフォース
100,100z…車両構造
231…下側バンパリンフォース
BT…バッテリー
SP…収容空間
10 ... Front upper body structure 11 ... Cowl
Claims (8)
車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成するフロントアンダーボデー構造と、
前記フロントアンダーボデー構造の後方に配置されたリアフロアモジュールと、を備え、
前記リアフロアモジュールは、
車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有し、
前記フロントアンダーボデー構造の後端に対して、取り外し可能な状態で結合されており、
前方に位置する側壁の少なくとも一部が、前記収容空間の後方側の壁を形成している、車両構造。 It ’s a vehicle structure,
With a front underbody structure that is located in front of the bottom of the vehicle and forms at least part of the storage space that houses the battery,
A rear floor module located behind the front underbody structure is provided.
The rear floor module
It has a shape that slopes upward from the front to the rear of the vehicle.
It is detachably connected to the rear end of the front underbody structure.
A vehicle structure in which at least a part of a side wall located in front forms a wall on the rear side of the accommodation space.
前記リアフロアモジュールは、
車両の車幅方向に延び、前記収容空間の後方側の壁を形成する第1リアクロスメンバーと、
前記車幅方向に延び、前記第1リアクロスメンバーの上方、かつ、前記第1リアクロスメンバーより後方に配置された第2リアクロスメンバーと、
前記第1リアクロスメンバーと前記第2リアクロスメンバーとによって架橋され、前記車幅方向の両側に配置された一対のサイドメンバキック部と、を有し、
各前記サイドメンバキック部の先端は、前記フロントアンダーボデー構造の後端に対して、それぞれ取り外し可能な状態で結合されている、車両構造。 The vehicle structure according to claim 1.
The rear floor module
A first rear cross member that extends in the width direction of the vehicle and forms a wall on the rear side of the accommodation space.
A second rear cross member extending in the vehicle width direction and arranged above the first rear cross member and behind the first rear cross member.
It has a pair of side member kick portions bridged by the first rear cross member and the second rear cross member and arranged on both sides in the vehicle width direction.
A vehicle structure in which the tip of each side member kick portion is detachably connected to the rear end of the front underbody structure.
前記フロントアンダーボデー構造は、
前記車幅方向の両側に配置され、後端が各前記サイドメンバキック部にそれぞれ結合されている一対のサイドシルと、
前記車幅方向に延び、前記一対のサイドシルを架橋するクロスメンバーと、を有し、
前記収容空間は、前記第1リアクロスメンバーの前面と、各前記サイドシルにおける車両内側の側面間と、前記クロスメンバーの上面から前記第2リアクロスメンバーの上面までと、により区画された空間である、車両構造。 The vehicle structure according to claim 2.
The front underbody structure
A pair of side sills arranged on both sides in the vehicle width direction and having rear ends coupled to each side member kick portion.
It has a cross member that extends in the vehicle width direction and bridges the pair of side sills.
The accommodation space is a space partitioned by the front surface of the first rear cross member, between the side surfaces inside the vehicle in each of the side sills, and from the upper surface of the cross member to the upper surface of the second rear cross member. , Vehicle structure.
前記リアフロアモジュールにおける、前記一対のサイドメンバキック部と、前記第1リアクロスメンバーおよび前記第2リアクロスメンバーとのそれぞれの結合は、接着、溶接、および締結の少なくとも1つである、車両構造。 The vehicle structure according to claim 3.
A vehicle structure in which the combination of the pair of side member kick portions and the first rear cross member and the second rear cross member in the rear floor module is at least one of bonding, welding, and fastening.
各前記サイドメンバキック部の後端に対して、それぞれ取り外し可能な締結によって結合されているリアアッパーボデー構造を備える、車両構造。 The vehicle structure according to claim 3 or 4.
A vehicle structure comprising a rear upper body structure that is joined to the rear end of each of the side member kick portions by a removable fastening.
前記リアアッパーボデー構造は、前記車幅方向の両側に配置され、各前記サイドメンバキック部の後端に対して、それぞれの先端が取り外し可能な機械締結によって結合されている一対のリアサイドメンバーを有し、
各前記サイドメンバキック部の先端は、前記一対のサイドシルの後端に対して、それぞれ取り外し可能な機械締結によって結合されている、車両構造。 The vehicle structure according to claim 5.
The rear upper body structure has a pair of rear side members which are arranged on both sides in the vehicle width direction and whose tips are joined to the rear ends of each side member kick portion by removable mechanical fastening. And
A vehicle structure in which the tip of each side member kick portion is coupled to the rear end of the pair of side sills by a removable mechanical fastening.
前記フロントアンダーボデー構造の上方、かつ、前記リアアッパーボデー構造の前方に配置されるフロントアッパーボデー構造を備え、
前記フロントアンダーボデー構造は、前部座席と後部座席の間に位置し、前記サイドシルから上方に延びるBピラーを有し、
前記リアアッパーボデー構造は、各前記リアサイドメンバーの後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する一対の後方ルーフレールと、を有し、
前記フロントアッパーボデー構造は、
各前記後方ルーフレールの先端にそれぞれ結合し、かつ、前記Bピラーの上端に結合する一対の前方ルーフレールと、
各前記前方ルーフレールの先端にそれぞれ結合し、車両の後方から前方に向かうにつれて下方に傾斜した形状を有する一対のAピラーと、
各前記Aピラーの先端のそれぞれと結合して前方に延びるカウルトップサイドフレームと、を有する、車両構造。 The vehicle structure according to claim 6, further
The front upper body structure is provided above the front underbody structure and in front of the rear upper body structure.
The front underbody structure is located between the front and rear seats and has a B-pillar extending upward from the side sill.
The rear upper body structure comprises a pair of rear roof rails having a shape that slopes upward from the rear of each of the rear side members toward the front of the vehicle.
The front upper body structure
A pair of front roof rails that are connected to the tip of each rear roof rail and to the upper end of the B-pillar,
A pair of A-pillars that are connected to the tip of each front roof rail and have a shape that is inclined downward from the rear to the front of the vehicle.
A vehicle structure comprising a cowl top side frame that is coupled to each of the tips of the A-pillars and extends forward.
車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成し、前部座席と後部座席の間に位置して上方に延びるBピラーを有するフロントアンダーボデー構造を準備する工程と、
車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有するリアフロアモジュールを準備する工程と、
後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する後方ルーフレールを有するリアアッパーボデー構造を準備する工程と、
車両の前後に延びる前方ルーフレールを有するフロントアッパーボデー構造を準備する工程と、
前記フロントアンダーボデー構造と、前記リアフロアモジュールと、前記リアアッパーボデー構造と、前記フロントアンダーボデー構造とを結合して車両構造を製造する結合工程とを備え、
前記結合工程では、
前記フロントアンダーボデー構造の後端と、前記リアフロアモジュールの先端とが取り外し可能な状態で結合され、
前記リアフロアモジュールの後端と、前記リアアッパーボデー構造の先端とが取り外し可能な状態で結合され、
前記前方ルーフレールと、前記後方ルーフレールおよび前記Bピラーのそれぞれと、が結合される、製造方法。 It is a method of manufacturing a vehicle structure.
The process of preparing a front underbody structure that is located in front of the lower part of the vehicle, forms at least part of the storage space that houses the battery, and has a B-pillar that is located between the front and rear seats and extends upward. When,
The process of preparing a rear floor module that has a shape that slopes upward from the front to the rear of the vehicle,
The process of preparing a rear upper body structure with a rear roof rail that has a shape that slopes upward from the rear toward the front of the vehicle.
The process of preparing a front upper body structure with a front roof rail that extends to the front and rear of the vehicle,
The front underbody structure, the rear floor module, the rear upper body structure, and the front underbody structure are combined to form a vehicle structure.
In the bonding step,
The rear end of the front underbody structure and the tip of the rear floor module are detachably connected to each other.
The rear end of the rear floor module and the tip of the rear upper body structure are detachably connected to each other.
A manufacturing method in which the front roof rail, the rear roof rail, and each of the B pillars are combined.
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WO2022054856A1 (en) | 2020-09-10 | 2022-03-17 | Jsr株式会社 | Method for producing oligodendrocyte-like cells |
-
2019
- 2019-03-22 JP JP2019054524A patent/JP2020152305A/en active Pending
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